Барабан (рисунок 2.11) – деталь в виде полого цилиндра, предназначенная для навивки каната (цепи). Барабаны изготавливают из серого чугуна марки не ниже СЧ15 или стали.

Рисунок 2.11 – Барабан

Рисунок 2.11 – Барабан

При однослойной навивке срок службы каната увеличивается, а при многослойной за счёт дополнительного бокового трения уменьшается. Вместе с тем многослойная навивка позволяет проектировать компактные барабаны, а при однослойной навивке барабаны получаются громоздкими. Допускаемое боковое отклонение каната к продольной оси барабана не должно превышать 4°, так как при превышении этого угла канат может перескакивать в соседнюю канавку. [2]

Блок (рисунок 2.12) – деталь в форме диска с желобом по окружности, предназначенная для направления каната. [3]

Рисунок 2.12 – Блок

Рисунок 2.12 – Блок

По характеру работы различают блоки неподвижные (направляющие) и подвижные (полиспастные), которые не имеют конструктивных различий и изготовляются из серого чугуна марки не ниже СЧ15, а при больших нагрузках – из стали. Футеровка ручья блока капроном или другими аналогичными материалами повышает долговечность каната.

Напряженно работающие блоки устанавливают на подшипниках качения, блоки, которые работают нечасто, устанавливают на подшипниках скольжения. Блоки монтируют на осях. Для предотвращения осевого и радиального вращения ось фиксируют стопорными планками (ригелями), входящими в выфрезерованный паз оси. Стопорные планки крепят к несущей конструкции двумя болтами. Блоки для направления сварных цепей могут иметь гладкий или фасонный ручей. [2]

Требования к барабанам и блокам изложены в п. 4.7 Правил [1]:

  • к расчёту диаметра:

4.7.1. Диаметры барабанов, блоков и уравнительных блоков, которые огибаются стальными канатами, определяются по формулам

D1>=h1∙d,
D2>=h3∙d,
D3>=h3∙d,

где d – диаметр каната, мм; D1, D2, D3 – диаметры соответственно барабана, блока и уравнительного блока по средней линии навитого каната, мм; h1, h2, h3 – коэффициенты выбора диаметров соответственно барабана, блока и уравнительного блока согласно табл. 4.

Разрешается изменение коэффициента hi, но не больше, чем на два шага по группе классификации (режиму работы) в большую или меньшую сторону при соответствующей компенсации величиной Zp по табл. 2 на одно и то же количество шагов в меньшую или большую сторону.

Таблица 4. Коэффициенты выбора диаметров барабана (h1), блока (h2), уравнительного блока (h3)

Группа классификации (режима работы) механизма согласно приложению 1 этих Правил Коэффициенты выбора диаметров
барабана

h1

 блока

h2

 уравнительного блока

h3
М1

М2

М3

М4

М5

М6

М7

М8

 11,2

12,5

14,0

16,0

18,0

20,0

22,4

25,0

 12,5

14,0

16,0

18,0

20,0

22,4

25,0

28,0

 11,2

12,5

12,5

14,0

14,0

16,0

16,0

18,0
  • к барабанам:

4.7.2. Канатоемкость барабана должна быть такой, чтобы при нижнем возможном положении грузозахватного органа на барабане оставались навитыми не менее чем полтора витка каната или цепи, не учитывая витков, которые находятся под зажимным устройством.

4.7.3. Барабаны под однослойную навивку каната должны быть оснащены нарезанными по винтовой линии канавками. В грейферных кранах с однослойной навивкой каната на барабан и в специальных кранах, во время работы которых возможны рывки и ослабления каната, барабаны должны иметь канавку глубиной не менее 0,5 диаметра каната или оснащаться устройством, которое обеспечивает проектную укладку каната на барабане (канато- укладчиком) или контроль положения каната на барабане.

Применение гладкого барабана разрешается в случае многослойной навивки каната на барабан, а также в случае навивки на барабан цепи.

4.7.4. Гладкие барабаны и барабаны с канавками, предназначенные для многослойной навивки каната, оснащаются ребордами с обеих сторон барабана.

Барабаны с канавками, предназначенные для однослойной навивки двух ветвей каната, ребордами могут не снабжаться, если ветви навиваются от краев барабана к середине. При навивке на барабан с канавками одной ветви реборда может не устанавливаться со стороны крепления каната на барабане. Барабаны электрических талей, снабженные устройством, которое исключает сход каната с барабана, могут изготовляться без реборд.

Реборды барабана для каната должны подниматься над верхним пластом навитого каната не менее чем на два его диаметра, а для цепей не менее чем на ширину звена цепи.

4.7.5. В случае многослойной навивки каната на барабан должна быть обеспечена проектная укладка каждого пласта.

  • к блокам:

4.7.6. В случае применения сдвоенного полиспаста установка уравнительного блока или балансира обязательна, если не предусмотрена другая система, которая выравнивает усилие в канатах.

4.7.7. Блоки оснащаются устройством, которое исключает выход каната из ручья блока. Зазор между указанным устройством и ребордой блока должно быть не больше 20% диаметра каната.

Указанные устройства, а также другие защитные кожухи вокруг блоков должны исключать накопление в них влаги.

Предельные нормы браковки барабанов (условия замены) [1]:

  1. Трещины любых размеров.
  2. Износ ручья барабана по профилю больше 2 мм.

Предельные нормы браковки блоков (условия замены):

  1. Износ ручья блока более 40% первичного радиуса ручья.
  2. Частичные обломы реборд больше 75 мм в длину.

Полиспаст – система подвижных и неподвижных блоков, соединённых гибкой связью (канатом или цепью), применяемая для увеличения силы (силовой полиспаст) или скорости (скоростной полиспаст). Отличительной особенностью подвижных блоков является то, что их ось имеет возможность перемещения в пространстве относительно неподвижных блоков.

Обычно в грузоподъёмных машинах применяют силовые полиспасты, позволяющие уменьшить усилие по подъёму груза, момент от веса груза на барабане, передаточное число механизма и т.д.

Основным параметром полиспаста является его кратность, под которой понимают отношение скорости движения подвижной ветви гибкого тягового органа к скорости подъёма груза или отношение числа ветвей каната, на которых подвешен груз, к числу ветвей каната, навиваемых на барабан. Кратность полиспаста характеризует выигрыш в силе.

Для полиспастов грузоподъёмных машин характерны такие неисправности [2]:

  1. Выпадение каната из ручья блока приводит к перетиранию его об острые края металлоконструкций, обрыву и падению груза или стрелы. Канат может выпадать из-за того, что отогнулись ограждающие устройства, канат косо натянут по отношению к блоку или неправильно запасован. В последнем случае канат, заклиниваясь между ребордой и ограждением, отгибает его.
  2. Заедание канатов на блоках может происходить в том случае, если заклиниваются подшипники блока либо канат задевает за ограждающее устройство блока. Ввиду того, что эти неисправности приводят к интенсивному износу ручьев блоков и каната, их необходимо немедленно устранять. Если погнуто ограждение, его следует выправить или разогнуть, обеспечив свободный проход каната. Подшипники блоков необходимо прочистить и заполнить чистой смазкой или заменить новыми. Если забились смазочные отверстия, их необходимо прочистить.
  3. Закручивание каната наблюдается при большой длине подвески. Это обычно происходит из-за того, что канат неправильно разматывали из бухты во время его запасовки на блоках или при большой жёсткости каната. Предотвратить неисправность можно раскручиванием каната или применением приспособлений против закручивания (может состоять из грузика и канатной оттяжки, связанной со скобой; серьги, подвешенной на канате к стреле; крюковых подвесок с широко расставленными блоками).
  4. Перетирание канатов происходит, как правило, при их неправильной запасовке. В этом случае во время работы крана канаты касаются как друг друга, так и металлоконструкций. Канаты перетираются также, когда делается попытка поднять груз при закрученном канате. Так как работа крана с перетертым канатом может привести к падению груза или стрелы, необходимо предотвратить эту неисправность. Для этого нужно развести канаты на расстояние, при котором они не смогут задевать за металлоконструкцию и касаться друг друга.
  5. Обрывы проволок, прядей и каната в целом могут быть вызваны целым рядом причин: естественным износом каната, преждевременным износом из-за отсутствия смазки, перегрузкой каната при работе, повреждением каната при монтаже, перевозке или при неправильной эксплуатации, ремонте. В связи с тем, что обрыв каната может привести не только к падению груза, но и к опрокидыванию крана, при обрыве проволок в соответствии с браковочными нормами канат следует заменить. Для повышения срока службы каната его регулярно смазывают в соответствии с картой смазки.
  6. Износ ручья или реборд блока, как правило, возникает, если заедает подшипник блока или косо натянут канат. Когда подшипник плохо смазан и его заедает, канат скользит по блоку, что в условиях абразивной среды (пыль, песок) приводит к быстрой выработке ручья или реборд блока. Особенно быстро вырабатываются блоки при малом угле охвата их канатом, так как сила давления каната оказывается недостаточной для вращения блока. При косом направлении каната происходит односторонний износ боковой поверхности реборд блоков. Чтобы предупредить это, следует избегать работ, вызывающих косое натяжение каната, оттяжек груза, подъёма крюковой подвески до предела.
  7. Износ втулок и осей происходит там, где блоки выполнены на подшипниках скольжения. Причинами преждевременного износа втулок являются задиры, вызываемые большими удельными давлениями, и недостаточное поступление смазки. Незначительные задиры устраняют зачисткой. При больших задирах и значительной величине износа втулок и осей их сдают в ремонт. Если смазка поступает в недостаточном количестве, следует прочистить смазочные канавки и отверстия и заменить смазку.
  8. При недостаточно плотной запрессовке могут ослабевать втулки в корпусе блока. В этом случае блоки отправляют в ремонт для замены втулок.
  9. Поломки блоков (отколы реборд, трещины в корпусе блока) чаще всего возникают при перевозках и монтаже крана. Краны, имеющие блоки с дефектами, к работе не допускаются, поэтому перед монтажом кранов все неисправные блоки заменяют новыми или отремонтированными.

Перечень ссылок

  1. НПАОП 0.00-1.01-07. Правила будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів // Затв. Наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду 18.06.2007 №132.
  2. Строй-Техника.ру: Строительные машины и оборудование, справочник. – http://stroy-technics.ru.
  3. Оксанич Л.В. Учебное пособие для стропальщиков по безопасному производству работ грузоподъёмными машинами // Консалтинговый проект «EAM». – http://eam.su/category/materialy/obshhetexnicheskie-svedeniya/uchebnoe-posobie-dlya-stropalshhikov-po-bezopasnomu-proizvodstvu-rabot-gruzopodyomnymi-mashinami.

Вопросы для контроля

  1. Каковы предельные нормы браковки барабанов и блоков?
Материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович.